全称是AbstractQueueSynchronizer，是阻塞式锁和相关同步器工具的框架
特点：
用state属性来表示资源的状态（分独占模式和共享模式），子类需要定义如何维护这个状态，控制如何获取锁和释放锁
getState - 获取state状态setState - 设置state状态compareAndSetState - cas机制设置state状态 提供基于FIFO的等待队列，类似Monitor的EntryList条件变量来实现等待、唤醒机制，支持多个条件变量，类似Monitor的WaitSet
子类主要实现这样一些方法（默认抛出UnsupportOperationException）
tryAcquiretryReleasetryAcquireSharedtryReleaseSharedisHeldExclusively
获取锁的姿势
// 如果获取锁失败
if (!tryAcquire(arg)) {
// 入队，可以选择阻塞当前线程 park unpark
}
释放锁的姿势
// 如果释放锁成功
if (!tryRelease(arg)) {
// 让阻塞线程恢复运行
}
2、实现不可重入锁
自定义同步器
public class MySync extends AbstractQueuedSynchronizer {
@Override
protected boolean tryAcquire(int arg) {
if (arg == 1) {
if (compareAndSetState(0 ,1)) {
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
return true;
}
}
return false;
}
@Override
protected boolean tryRelease(int arg) {
if (arg == 1) {
if (getState() == 0) {
throw new IllegalMonitorStateException();
}
setExclusiveOwnerThread(null);
setState(0);
return true;
}
return false;
}
@Override
protected boolean isHeldExclusively() {
return getState() == 1;
}
protected Condition newCondition() {
return new ConditionObject();
}
}
自定义锁
public class MyLock implements Lock {
private static MySync sync = new MySync();
@Override
public void lock() {
sync.acquire(1);
}
@Override
public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
sync.acquireInterruptibly(1);
}
@Override
public boolean tryLock() {
return sync.tryAcquire(1);
}
@Override
public boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
return sync.tryAcquireNanos(1, unit.toNanos(time));
}
@Override
public void unlock() {
sync.release(1);
}
@Override
public Condition newCondition() {
return sync.newCondition();
}
}
测试
public static void main(String[] args) {
MyLock lock = new MyLock();
new Thread(() -> {
lock.lock();
try {
log.debug("lock...");
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
log.debug("unlock...");
lock.unlock();
}
}, "t1").start();
new Thread(() -> {
lock.lock();
try {
log.debug("lock...");
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
log.debug("unlock...");
lock.unlock();
}
}, "t2").start();
}
输出
2022/03/27-23:26:56.375 [t1] c.Test1 - lock... 2022/03/27-23:26:57.387 [t1] c.Test1 - unlock... 2022/03/27-23:26:57.387 [t2] c.Test1 - lock... 2022/03/27-23:26:58.398 [t2] c.Test1 - unlock...
不可重入测试
如果修改为下面代码，会发现自己也会被挡住（只会打印一次locking）
lock.lock();
log.debug("lock...");
lock.lock();
log.debug("lock...");
3、心得
起源
早起程序员会自己通过一种同步器去实现另一种相近的同步器，例如用可重入锁去实现信号量，或反之。这显然不够优雅，于是在JSR166（java规范提案）中创建了AQS，提供了这种通用的同步器机制。
目标AQS要实现的功能目标
阻塞版本获取锁acquire和非阻塞版本的尝试获取锁tryAcquire获取锁超时机制通过打断取消机制独占机制及共享机制条件不满足时的等待机制
要实现的性能目标
设计Instead, the primary performance goal here is scalability: to predictably maintain efficiency even, or
especially, when synchronizers are contended.
AQS的基本思想其实很简单
获取锁的逻辑
while(state 状态不允许获取){
if(队列中还没有次线程) {
入队并阻塞
}
}
当前线程出队
释放锁的逻辑
if(state 状态允许了) {
回复阻塞的线程s
}
要点
原子维护state状态阻塞及恢复线程维护队列 1）state设计
state使用volatile配合cas保证其修改时的原子性state使用了32bit int 来维护同步状态，因为当时使用long在很多平台下的测试结果并不理想 2）阻塞恢复设计
早起的控制线程暂停和恢复的api有suspend和resume，但它们是不可用的，因为如果先调用的resume那么suspend将感知不到解决方法是使用park & unpark来实现线程的暂停和恢复，具体原理在之前讲过了，先unpark再park也没有问题park & unpark是针对线程的，而不是针对同步器的，因此控制粒度更为精细park线程还可以通过interrupt打断 3）队列设计
使用了FIFO先入先出队列，并不支持优先级队列设计时借鉴了CLH队列，它是一种单向无锁队列
队列中有head和tail两个指针结点，都用volatile修饰配合cas使用，每个结点有state维护结点状态
入队伪代码
do {
// 原来的tail
Node prev = tail;
// 用cas在原来的tail基础上改为node
} while(tail.compareAndSet(prev, node))
出队伪代码
// prev是上一个节点
while((Node prev = node.prev).state != 唤醒状态) {}
// 设置头结点
head = node;
CLH好处：
无锁，使用自旋快速，无阻塞
AQS在一些方面改进了CLH
private Node enq(final Node node) {
for (;;) {
Node t = tail;
// 队列中还没有元素 tail 为 null
if (t == null) {
// 将 head 从 null -> dummy
if (compareAndSetHead(new Node()))
tail = head;
} else {
// 将 node 的 prev 设置为原来的 tail
node.prev = t;
// 将 tail 从原来的 tail 设置为 node
if (compareAndSetTail(t, node)) {
// 原来 tail 的 next 设置为 node
t.next = node;
return t;
}
}
}
}
主要用到AQS的并发工具类
